电控机械式自动变速箱（Automated Manual Transmission,AMT）一般采用传统的机械齿轮组结构,配合由自动离合器和自动选换挡装置组成的自动换挡系统,兼顾了传动效率高、制造成本低、尺寸与重量小等天然优势。但与其他类型的自动变速器相比,由于AMT取消了柔性传动器件,使得没有油膜缓冲的干式离合器在动力切换过程中起到决定性作用,外加动力切换过程本身就存在诸多不确定因素（离合器摩擦、外界时变环境参数等）,因此动力切换过程驾乘体验较差、驾驶品质难以控制。然而,汽车的驾驶品质是评价汽车性能的重要指标之一,其能够反映汽车驱动力传递路线的动态性能——平顺性。为了解决AMT车辆难以保证驾驶品质控制效果一致性的行业难题,如何在保证装配AMT车辆的动力性、经济性和满足排放条件基础上提高换挡品质,是一个值得深入研究的重要课题。提升AMT换挡品质的重要方法之一是开发机电配合的电控系统并优化其控制效果,然而,电动化、智能化、网联化进程的不断推进对当前汽车电控系统提出了更高的要求。传统开发的AMT控制系统大多采用基于规则的前馈map+反馈PID控制器方式,简单易实施但却增加了实车试验的标定工作量,使得当前产品级的自动变速箱控制软件的代码量已经超越了工程师可操作极限。另外,车辆这一控制系统具有环境工况复杂、多控制输入、强耦合等特点,同时具有目标多样性（燃油经济性、排放性、动力性和舒适性等）和运行工况多样性（车辆起步、换挡、极限工况等）的特点,对于上述基于规则的控制方式来说,特定工况下的标定控制参数无法实现换挡品质在全工况下的最优,尤其是瞬态工况。针对这一问题,在基于模型的车辆控制系统设计方式中,加入通过具体动力学问题设计控制器的环节是一个较好的解决方案,不仅可以保证瞬态工况控制性能,还可以避免针对不同工况下繁杂的控制参数标定工作。针对上述问题,本文依托国家自然基金优秀青年项目（项目编号:61522307）,吉林省科技厅-中青年科技创新领军人才及团队项目（项目编号:20200301011RQ）和吉林大学-本科教学改革项目（编号2019XYB161）,开展了AMT换挡过程的驾驶品质提升及其电控系统开发的研究。针对离合器滑磨关键问题,设计了“系统扰动估计+扰动系统最优控制”的抗扰最优控制律和对离合器滑磨阶段与驱动力矩恢复阶段进行并行控制的换挡策略;提出了包含显式抗扰控制律设计、虚拟标定工具开发、快速原型路试验证等内容的开发流程;提升了任意换挡工况下的滑磨功/冲击度综合性能和工程应用层面的标定工作;实现了先进控制理论在汽车电控系统开发中的工程化应用。本文的主要研究内容如下:（1）基于显式控制律设计的电控系统开发流程通过分析整车企业普遍采用的离合器结合规律（基于规则的“快-慢-快”结合规律）、控制方法（基于前馈map+反馈PI控制器）和传统开发流程,提炼其共性开发缺陷,提出基于模型的AMT电控系统正向开发流程,该开发流程特点是在控制器设计环节加入可提升换挡品质的显式控制律,最终与传统开发流程进行对比,结果显示该开发流程从设计思路、验证环节、控制效果和技术维护等方面均优于传统开发流程。（2）抗扰最优显式控制律与换挡并行控制策略设计一方面,通过对AMT换挡过程性能评价指标和控制目标的分析,将面向控制的传动系统数学模型简化为“二质量”模型并整理为状态空间方程形式,基于目标函数和最优控制问题的极大值原理,引入新形式的拉格朗日乘子函数,推导出抗扰最优显式控制律,同时设计可利用极点配置进行收敛调节的扰动观测器。另一方面,通过分析AMT升、降挡过程的动力学阶段,提出可兼顾升降挡驾驶品质和换挡时间的“离合器滑磨阶段”与“驱动力矩恢复阶段”并行控制换挡策略。（3）可工程化应用的虚拟标定工具开发考虑到传统标定过程中涉及的时间成本和人力物力成本非常巨大,基于将控制算法“工具化”的思想,利用软件在环技术设计了可视化的虚拟标定工具,并在附录中详细介绍了所利用的MATLAB/GUI模块、工具的初始界面分布与工具的功能实现流程,可实现将部分或者全部的实车/测试平台标定工作转移到计算机虚拟端,大大减少实车层面的标定工作量,弥补了研究人员和开发人员之间的断层。（4）联合仿真与实车试验验证与分析对于提出的抗扰控制律和换挡控制策略,本文采用多方位验证手段:基于MATLAB/Simulink+AMESim的软件在环联合仿真、基于d SPACE Micro Auto Box的快速原型实车试验、基于车载级控制单元Rapid ECU-U2M的系统集成真实道路试验。同时,为了突出提出方法的抗扰性能,仿真与试验工况选择了名义工况、扰动工况和真实道路驾驶工况,测试结果表明:提出的开发方式从试验实时性、控制效果、标定成本等多方面均具有优势。